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恒悅-恒悅注冊-客戶端
作者:an888    發(fā)布于:2025-05-27 03:52   

  恒悅-恒悅注冊-恒悅客戶端,在電動汽車向 800V 高壓平臺加速邁進(jìn)的當(dāng)下,高效、安全的高壓轉(zhuǎn)換設(shè)計成為行業(yè)突破的關(guān)鍵。日前,PI(Power Integrations)宣布推出五款面向 800V電動汽車應(yīng)用的全新參考設(shè)計,為這一難題提供了創(chuàng)新解決方案,這些參考設(shè)計基于該公司最新推出的1700V寬爬電距離InnoSwitch 3-AQ反激式開關(guān)IC實(shí)現(xiàn)。

  這些設(shè)計覆蓋16W至120W功率范圍,采用繞線式或平面變壓器,適用于汽車DC-DC母線變換、逆變器應(yīng)急電源、電池管理及輔助系統(tǒng)供電等場景。其支持的多路輸出以及超薄變壓器等特性,高度契合當(dāng)前汽車行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢。

  PI資深FAE王曉戈指出,燃油車時代采用12V低壓電子電氣架構(gòu),而新能源車時代轉(zhuǎn)向以大容量電池為核心的高壓架構(gòu)。這一轉(zhuǎn)變雖為電源拓?fù)湓O(shè)計帶來挑戰(zhàn),卻為專注高壓電源轉(zhuǎn)換的PI創(chuàng)造了新機(jī)遇。

  PI 憑借自身高壓技術(shù)優(yōu)勢,在多個汽車應(yīng)用場景中找到了新的發(fā)展機(jī)遇,王曉戈給出了具體盤點(diǎn)。

  如圖所示,在逆變器應(yīng)用中,PI的產(chǎn)品可應(yīng)用于應(yīng)急電源、牽引逆變器柵極驅(qū)動器電源等,另外還包括OBC、轉(zhuǎn)向電源、BMS、12V待機(jī)電源、μDC/DC變換器等等。

  其主要作用體現(xiàn)在兩個方面:一是作為 DC/DC 的應(yīng)急備份輔助電源;二是可直接用于逆變器驅(qū)動,省略中間轉(zhuǎn)換步驟,從而提升效率并優(yōu)化系統(tǒng)尺寸和成本。尤其是隨著如今動力域的集成化,要求各類電源及控制系統(tǒng)縮小尺寸。PI的高壓方案憑借其高功率密度與緊湊設(shè)計,可完美適配動力域集成化趨勢。

  王曉戈進(jìn)一步指出,虛擬電池概念的興起為PI產(chǎn)品提供了新場景——通過替代傳統(tǒng)12V電池,可釋放車內(nèi)空間并減輕重量。

  “隨著新能源汽車向高電壓平臺(400V/800V)演進(jìn),電源管理正在面臨三大核心需求。首先是高壓隔離與效率的平衡:電池電壓提升至千伏級,需通過DC/DC變換實(shí)現(xiàn)高壓到低壓(如12V/48V)的高效隔離供電。其次,是功能安全冗余的需求,要求系統(tǒng)在主電源故障時仍能維持關(guān)鍵功能(如緊急制動、轉(zhuǎn)向控制),需要設(shè)計冗余的電源架構(gòu)。第三則是小型化與高功率密度的要求,整車平臺對空間利用率要求越來越嚴(yán)苛,電源模塊也不例外,需要在有限體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高功率輸出。”PI的王曉戈表示。

  王曉戈強(qiáng)調(diào),PI此次推出的參考設(shè)計均基于客戶服務(wù)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合了大多數(shù)客戶的實(shí)際開發(fā)需求。“PI的電源方案在系統(tǒng)中并非核心,以應(yīng)急電源為例,其在逆變器中僅起輔助或備用作用。因此,研發(fā)工程師不愿投入過多資源與精力進(jìn)行設(shè)計,而參考方案能加速產(chǎn)品開發(fā),節(jié)省工程師精力。”他說道。

  “隨著汽車更新?lián)Q代周期越來越快,整個開發(fā)過程沒有任何的容錯空間,PI希望通過完整的方案,確??蛻粼诘谝话嬖O(shè)計時就是最優(yōu)化的,不會因?yàn)閷Ξa(chǎn)品不熟悉而造成工程風(fēng)險。”王曉戈說道。

  同時,參考設(shè)計只是一個參考,客戶可以根據(jù)自身情況進(jìn)行微調(diào)或更復(fù)雜的定制化。由于產(chǎn)品完全是Pin-to-Pin兼容,客戶無需重新布板即可直接替換。

  值得一提的是PI的參考設(shè)計套件(RDK)和設(shè)計范例報告(DER),PI的參考方案指南提供了包括實(shí)物圖、BOM表、原理圖、電氣特性曲線、PCB布局圖及測試評估報告,可直接用于工程落地。

  為滿足多樣化需求,PI的參考設(shè)計在靈活性與兼容性上進(jìn)行了針對性優(yōu)化,具體體現(xiàn)為:

  RDK-994Q— 35W超薄型牽引逆變器門極驅(qū)動或應(yīng)急電源,輸入電壓為40-1000V DC、輸出電壓為24V;

  DER-1030Q— 20W四路輸出電源,其中一路輸出為24.75V的應(yīng)急電源(EPS),三路輸出為25.5V的門極驅(qū)動電源;

  DER-1045Q— 16W四路輸出電源,其中一路為14V應(yīng)急電源(EPS)輸出,三路分別有+18V/-5V輸出電壓的門極驅(qū)動輸出。

  其中超薄單路35W電源,可以單路實(shí)現(xiàn)24V輸出,并支持后續(xù)二級變換的靈活擴(kuò)展。

  PI 還提供兩種多路輸出參考設(shè)計,集成柵極驅(qū)動電源和應(yīng)急電源,有效簡化電路設(shè)計。分為不共地的三路高壓隔離,以及共地的三路輸出。通過不同的電壓輸出模式,可以滿足不同的逆變器驅(qū)動選型。其中共模電感的去耦柵極驅(qū)動輸出,可以使用單個繞組,從而進(jìn)一步簡化設(shè)計,簡潔緊湊。

  平面變壓器正在汽車上開始普及,其可以實(shí)現(xiàn)超小體積及厚度,同時由于重心更低且質(zhì)量更輕,抗振性能較好,此外相比傳統(tǒng)繞線式變壓器的一致性更高。

  不過平面變壓器的概念確實(shí)較新,要兼顧轉(zhuǎn)換性能和絕緣性能,有一定的開發(fā)門檻。PI也專門提供了設(shè)計工具,支持變壓器的設(shè)計和調(diào)整。

  RDK-1039Q — 采用平面變壓器的18W電源,用于牽引逆變器門極驅(qū)動器或應(yīng)急電源;

  RDK-1054Q — 采用平面變壓器的120W電源,設(shè)計用于縮小或消除笨重的12V電池;

  新推出的五款產(chǎn)品都是基于PI 內(nèi)置1700V SiC的InnoSwitch3-AQ,從而實(shí)現(xiàn)了更強(qiáng)大的耐壓特性,使得其輕松支持1000V的母線電壓。

  另外,最新的InnoSwitch3-AQ采用了最新的InSOP-28G封裝,具有5.1mm的寬漏源極引腳爬電距離,可滿足高壓應(yīng)用對增強(qiáng)安全性和可靠性的迫切需求。該封裝提供了足夠的隔離,無需噴涂三防漆,從而節(jié)省制造工藝步驟和相關(guān)的認(rèn)證工作。“功能與原來一樣,只是引腳做了一些微調(diào),不影響原理圖設(shè)計,可以方便客戶移植到新平臺。”王曉戈表示。

  InnoSwitch3-AQ 是PI的高集成準(zhǔn)諧振反激式開關(guān)IC,通過直接感測輸出電壓,借助 FluxLink 磁感耦合技術(shù)(一種通過磁場感應(yīng)實(shí)現(xiàn)信號傳輸?shù)南冗M(jìn)技術(shù)),快速將信息反饋至初級側(cè),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。該IC還采用了同步整流、波谷開通的斷續(xù)/連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM/CCM)反激控制器,可提供超過91%的效率,從而通過消除散熱器節(jié)省空間。由于功率管、驅(qū)動以及主控都集成在同一封裝中,縮短了傳輸距離,以實(shí)現(xiàn)最小的分布雜感。

  另外,該器件可以在漏極電壓低至30V的情況下啟動,無需外部啟動電路,這對功能安全至關(guān)重要。其他保護(hù)功能包括輸入欠壓保護(hù)、輸出過壓保護(hù)和過流限制。王曉戈補(bǔ)充道,PI的集成方案可以直接利用功率管做電流檢測,可以進(jìn)一步節(jié)省PCB空間。在傳統(tǒng)反激控制中,需要在主功率管區(qū)串聯(lián)限流電阻實(shí)現(xiàn)功率保護(hù)。

  王曉戈強(qiáng)調(diào),PI的InnoSwitch3-AQ的高集成特性,可以使系統(tǒng)組件數(shù)量減少 50%,從而更小巧緊湊,更安全可靠。

  InnoSwitch3-AQ系列通過集成750 V、900 V及1700 V的不同開關(guān),方便客戶根據(jù)實(shí)際電壓和功率需求選擇不同方案,并支持快速移植。

  PI 的參考設(shè)計為工程師提供了完備的技術(shù)支持,從實(shí)物圖、原理圖到詳細(xì)的測試評估結(jié)果一應(yīng)俱全,極大地降低了開發(fā)門檻,加速了產(chǎn)品從設(shè)計到落地的進(jìn)程。

  隨著汽車電動化、智能化發(fā)展,新能源汽車對電源管理系統(tǒng)的性能、可靠性及集成度需求不斷升級。PI 推出的五款 800V 電動汽車參考設(shè)計,精準(zhǔn)契合了高壓隔離與效率平衡、功能安全冗余設(shè)計、小型化高功率密度等行業(yè)核心需求。這不僅得益于性能卓越的 InnoSwitch3 - AQ,更離不開其在與客戶長期合作過程中積累的深厚行業(yè)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)沉淀。